ISO 4991:2005
(Main)Steel castings for pressure purposes
Steel castings for pressure purposes
ISO 4991:2005 covers steel castings for parts subjected to pressure. It includes materials which are used for the manufacture of components subject to pressure vessel codes and components not subject to codes. ISO 4991:2005 relates to castings manufactured from unalloyed and alloyed steel grades.
Pièces moulées en acier pour service sous pression
L'ISO 4991:2005 couvre les pièces moulées en acier pour les éléments soumis à la pression. Elle comprend les matériaux qui sont utilisés pour la fabrication de composants soumis aux codes des équipements sous pression et de composants qui n'y sont pas soumis. L'ISO 4991:2005 est relative aux pièces moulées fabriquées à partir de nuances d'acier allié et d'acier non allié.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4991
Second edition
2005-11-01
Steel castings for pressure purposes
Pièces moulées en acier pour service sous pression
Reference number
©
ISO 2005
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Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Information to be supplied by the purchaser . 1
5 Heat-treatment. 2
6 Welding. 2
7 Requirements. 2
7.1 Chemical composition. 2
7.2 Mechanical properties. 2
8 Inspection and testing. 3
8.1 Sampling. 3
8.2 Formation of test lots . 3
8.3 Non-destructive testing. 3
8.4 Marking. 3
9 Supplementary requirements . 3
Annex A (normative) Supplementary requirements . 11
Annex B (informative) Welding conditions. 14
Annex C (informative) Creep properties . 15
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 4991 was prepared by Technical Committee ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 11, Steel castings.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4991:1994), which has been technically revised.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4991:2005(E)
Steel castings for pressure purposes
1 Scope
This International Standard covers steel castings for parts subjected to pressure.
It includes materials which are used for the manufacture of components subject to pressure vessel codes and
components not subject to codes.
This International Standard relates to castings manufactured from unalloyed and alloyed steel grades
(characterised by their chemical composition, Table 1, and mechanical properties, Tables 2 to 5).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 148:1983, Steel — Charpy impact test (V-notch)
ISO 783, Metallic materials — Tensile testing at elevated temperature
ISO 4885, Ferrous products — Heat treatments — Vocabulary
ISO 4990, Steel castings — General technical delivery requirements
ISO 6892:1998, Metallic materials — Tensile testing at ambient temperature
ISO 11970, Specification and approval of welding procedures for production welding of steel castings
ISO 13520, Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4885 and ISO 4990 apply.
4 Information to be supplied by the purchaser
Materials specified in this International Standard shall conform to the applicable requirements of ISO 4990,
including the supplementary requirements given in Annex A that are indicated in the enquiry and purchase
order.
5 Heat treatment
The type of heat treatment shall comply with Table 6 for the specified grades. The temperatures are given for
information only.
When a grade may be delivered at different strength levels depending on the type of heat treatment (see
Table 2), the purchaser shall state at the time of enquiry and order the type of heat treatment required.
The symbols for the type of heat treatment are as follows:
+N normalized
+QT quenched and tempered
+AT solution annealed
NOTE For definitions see ISO 4885.
Heat-treatment conditions are given in Table 6.
6 Welding
Welding is permitted, unless otherwise agreed. All the welds shall conform to the same criteria for
non-destructive testing as the relevant part of the casting. Welding shall be carried out in accordance with
ISO 11970.
The welding conditions are given in Annex B.
7 Requirements
7.1 Chemical composition
An analysis of each heat shall be made by the manufacturer to determine the percentages of the specified
elements.
The chemical composition shall comply with the values given in Table 1.
Permissible deviations on the check analysis are indicated in ISO 4990.
7.2 Mechanical properties
The mechanical properties shall comply with the values given in Tables 2 to 5.
Mechanical properties shall be measured on test pieces taken from test blocks (according to ISO 4990).
The tensile tests at room temperature shall be carried out according to ISO 6892 and, if specified, impact tests
according to ISO 148.
If required by agreement at the time of enquiry and order, impact energy properties at low temperature shall
comply with Table 3.
If required by agreement at the time of enquiry and order, impact energy values at room temperature shall
comply with Table 4.
If required by agreement at the time of enquiry and order, verification of the elevated-temperature proof stress
values shall be carried out at elevated temperatures in accordance with ISO 783. In this case, the values shall
comply with Table 5.
Creep-resistance mean values are given, for information, for some grades in Annex C.
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8 Inspection and testing
For all products ordered according to the requirements of this International Standard, specific inspection and
testing is required.
8.1 Sampling
Test blocks shall be heat treated in production furnaces according to the same procedure as the castings they
represent.
Test pieces shall not be cut from the test block until the latter has been heat treated.
8.2 Formation of test lots
The formation of test lots shall be carried out in accordance with ISO 4990.
8.3 Non-destructive testing
The following information shall be given at the time of enquiry and order in accordance with ISO 4990:
⎯ non-destructive methods required;
⎯ area to be examined;
⎯ acceptance criteria required.
8.4 Marking
8.4.1 Castings shall be marked for material identification. In addition, heat numbers, or serial numbers that
are traceable to heat numbers, shall be marked on all castings. For small castings, it may be agreed at the
time of the enquiry and order that they may be batched and that their identification is marked on a label
attached to each batch.
8.4.2 Castings shall be marked with the manufacturer's identification or symbol, except where other
provisions have been made between the manufacturer and purchaser.
8.4.3 When more than one heat-treatment type is available, the heat treatment applied shall be marked with
a suffix added to the grade designation (see Table 2).
8.4.4 Alternative markings are permitted (see Table 7) unless otherwise agreed.
9 Supplementary requirements
This International Standard also specifies a group of supplementary requirements, which may be applied to
steel castings. These requirements are provided for use when additional testing or inspection is desired and
apply only when individually specified by the purchaser.
A list of supplementary requirements which may be used at the option of the purchaser is given in ISO 4990
and in Annex A.
If ferrite measurement is required for austenitic and austenitic-ferritic grades, it may be made using ISO 13520.
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Table 1 — Chemical composition, in % by mass
Element C Si Mn P S Cr Mo Ni V Cu Others
Designation
max. max. max.
a a b
G240 0,18-0,23 0,60 0,50-1,20 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
a a b
G280 0,18-0,25 0,60 0,80-1,20 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
b
G17Mn5 0,15-0,20 0,60 1,00-1,60 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G20Mn5 0,17-0,23 0,60 1,00-1,60 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 0,80 max. 0,03 max. 0,30 max.
G18Mo5 0,15-0,20 0,60 0,80-1,20 0,030 0,025 0,30 max. 0,45-0,65 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G20Mo5 0,15-0,23 0,60 0,50-1,00 0,030 0,025 0,30 max. 0,40-0,60 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G17CrMo5-5 0,15-0,20 0,60 0,50-1,00 0,030 0,025 1,00-1,50 0,45-0,65 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G17CrMo9-10 0,13-0,20 0,60 0,50-0,90 0,030 0,025 2,00-2,50 0,90-1,20 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G12MoCrV5-2 0,10-0,15 0,45 0,40-0,70 0,030 0,025 0,30-0,50 0,40-0,60 0,40 max. 0,22-0,30 0,30 max.
G17CrMoV5-10 0,15-0,20 0,60 0,50-0,90 0,030 0,025 1,20-1,50 0,90-1,10 0,40 max. 0,20-0,30 0,30 max.
G25NiCrMo3 0,23-0,28 0,80 0,60-1,00 0,030 0,025 0,40-0,80 0,15-0,30 0,40-0,80 0,03 max. 0,30 max.
G25NiCrMo6 0,23-0,28 0,60 0,60-0,90 0,030 0,025 0,70-0,90 0,20-0,30 1,00-2,00 0,03 max. 0,30 max.
G17NiCrMo13-6 0,15-0,19 0,50 0,55-0,80 0,030 0,025 1,30-1,80 0,45-0,60 3,00-3,50 0,03 max. 0,30 max.
G9Ni10 0,06-0,12 0,60 0,50-0,80 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 2,00-3,00 0,03 max. 0,30 max.
G9Ni14 0,06-0,12 0,60 0,50-0,80 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 3,00-4,00 0,03 max. 0,30 max.
GX15CrMo5 0,12-0,19 0,80 0,50-0,80 0,030 0,030 4,00-6,00 0,45-0,65 0,40 max. 0,05 0,30 max.
GX15CrMo9-1 0,12-0,19 1,00 0,35-0,65 0,030 0,030 8,00-10,00 0,90-1,20 0,40 max. 0,05 0,30 max.
GX8CrNi12-1 0,10 max. 0,40 0,50-0,80 0,030 0,030 11,50-12,50 0,50 max. 0,80-1,50 0,08 max. 0,30 max.
GX23CrMoV12-1 0,20-0,26 0,40 0,50-0,80 0,030 0,020 11,30-12,20 1,00-1,20 1,00 max. 0,25-0,35 0,30 max. W u 0,50
GX3CrNi13-4 0,05 max. 1,00 1,00 max. 0,030 0,015 12,00-13,50 0,70 max. 3,50-5,00 0,08 max. 0,30 max.
GX4CrNi13-4 0,06 max. 1,00 1,00 max. 0,030 0,030 12,00-13,50 0,70 max. 3,50-5,00 0,08 max. 0,30 max.
GX4CrNiMo16-5-1 0,06 max. 0,80 1,00 max. 0,030 0,025 15,00-17,00 0,70-1,50 4,00-6,00 0,08 max. 0,30 max.
GX2CrNiN18-10 0,030 max. 1,50 2,00 max. 0,035 0,030 17,00-19,00 — 9,00-12,00 0,08 max. 0,50 max.
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4991
Deuxième édition
2005-11-01
Pièces moulées en acier pour service
sous pression
Steel castings for pressure purposes
Numéro de référence
©
ISO 2005
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions. 1
4 Informations à fournir par l'acheteur. 1
5 Traitement thermique . 2
6 Soudage. 2
7 Exigences. 2
7.1 Composition chimique . 2
7.2 Propriétés mécaniques. 2
8 Contrôles et essais. 3
8.1 Échantillonnage . 3
8.2 Formation des lots d'essai. 3
8.3 Essais non destructifs. 3
8.4 Marquage. 3
9 Exigences supplémentaires. 4
Annexe A (normative) Exigences supplémentaires . 12
Annexe B (informative) Conditions de soudage . 15
Annexe C (informative) Caractéristiques de fluage . 16
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 4991 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 11, Acier moulé.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 4991:1994), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
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NORME INTERNATIONALE ISO 4991:2005(F)
Pièces moulées en acier pour service sous pression
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale couvre les pièces moulées en acier pour les éléments soumis à la pression.
Elle comprend les matériaux qui sont utilisés pour la fabrication de composants soumis aux codes des
équipements sous pression et de composants qui n'y sont pas soumis.
La présente Norme internationale est relative aux pièces moulées fabriquées à partir de nuances d'acier allié
et d'acier non allié (caractérisées par leur composition chimique, Tableau 1, et leurs caractéristiques
mécaniques, Tableaux 2 à 5).
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence (y compris les éventuels amendements) s'applique.
ISO 148:1983, Acier — Essai de résilience Charpy (entaille en V)
ISO 783, Matériaux métalliques — Essai de traction à température élevée
ISO 4885, Produits ferreux — Traitements thermiques — Vocabulaire
ISO 4990, Pièces moulées en acier — Exigences générales techniques de livraison
ISO 6892:1998, Matériaux métalliques — Essai de traction à température ambiante
ISO 11970, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour le soudage de production sur
aciers moulés
ISO 13520, Détermination de la teneur en ferrite dans les pièces moulées en acier inoxydable austénitique
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 4885 et l'ISO 4990
s'appliquent.
4 Informations à fournir par l'acheteur
Les matériaux spécifiés dans la présente Norme internationale doivent être conformes aux exigences
applicables de l'ISO 4990, et inclure les exigences supplémentaires données dans l'Annexe A qui figurent
dans l'appel d'offre et la commande.
5 Traitement thermique
Le type de traitement thermique doit être conforme à celui donné dans le Tableau 6 pour la nuance spécifiée.
Les températures sont données uniquement à titre informatif.
Lorsqu'une nuance peut être fournie à différents niveaux de résistance, en fonction du type de traitement
thermique (voir Tableau 2), l'acheteur doit indiquer le type de traitement thermique exigé au moment de
l'appel d'offre et de la commande.
Les symboles pour le type de traitement thermique sont les suivants:
+N normalisé
+QT trempé et revenu
+AT mis en solution
NOTE Pour les définitions, voir l'ISO 4885.
Les conditions de traitement thermique sont données dans le Tableau 6.
6 Soudage
Le soudage est permis, sauf accord contraire. Toutes les soudures doivent répondre aux mêmes critères pour
les essais non destructifs que la partie concernée de la pièce moulée. Le soudage doit être effectué
conformément à l'ISO 11970.
Les conditions de soudage sont données dans l'Annexe B.
7 Exigences
7.1 Composition chimique
Une analyse de chaque fusion doit être effectuée par le fabricant pour déterminer le pourcentage des
éléments spécifiés.
La composition doit satisfaire aux valeurs données dans le Tableau 1.
Les écarts admissibles sur l'analyse de contrôle sont indiqués dans l'ISO 4990.
7.2 Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques doivent satisfaire aux valeurs données dans les Tableaux 2 à 5.
Les propriétés mécaniques doivent être mesurées sur des éprouvettes prises dans des blocs échantillons
(conformément à l'ISO 4990).
Les essais de traction à température ambiante doivent être effectués conformément à l'ISO 6892 et s'ils sont
spécifiés, les essais de flexion par choc conformément à l'ISO 148.
Si c'est un accord convenu au moment de l'appel d'offre et de la commande, les valeurs de l'énergie de
flexion par choc à basse température doivent être conformes à celles données dans le Tableau 3.
Si c'est un accord convenu au moment de l'appel d'offre et de la commande, les valeurs de l'énergie de
flexion par choc à température ambiante doivent être conformes à celles données dans le Tableau 4.
2 © ISO 2005 – Tous droits réservés
Si c'est un accord convenu au moment de l'appel d'offre et de la commande, la vérification des valeurs de
limite conventionnelle d'élasticité à haute température doit être effectuée conformément à l'ISO 783. Dans ce
cas, les valeurs doivent être conformes à celles données dans le Tableau 5.
Les valeurs moyennes de résistance au fluage sont données à titre informatif pour quelques nuances dans
l'Annexe C.
8 Contrôles et essais
Pour tous les produits commandés selon les exigences de la présente Norme internationale, des contrôles et
des essais spécifiques sont exigés.
8.1 Échantillonnage
Les blocs échantillons doivent être traités thermiquement dans les fours de fabrication et selon le même mode
opératoire que les pièces qu'ils représentent.
Les éprouvettes ne doivent pas être découpées du bloc échantillon avant le traitement thermique de ce
dernier.
8.2 Formation des lots d'essai
La formation des lots d'essais doit être effectuée conformément à l'ISO 4990.
8.3 Essais non destructifs
Les informations suivantes doivent être données au moment de l'appel d'offre et de la commande,
conformément à l'ISO 4990:
⎯ les méthodes d'essais non destructifs exigées,
⎯ la zone à examiner,
⎯ les critères d'acceptation exigés.
8.4 Marquage
8.4.1 Les pièces moulées doivent être marquées pour l'identification du matériau. De plus, les numéros de
fusion ou les numéros de série permettant de retrouver le numéro de fusion doivent être marqués sur toutes
les pièces moulées. Pour les pièces moulées de petites dimensions, on peut convenir, au moment de l'appel
d'offre et de la commande, d'en faire des lots et de les identifier par un marquage sur une étiquette attachée à
chaque lot.
8.4.2 Les pièces moulées doivent être marquées avec l'identification du fabricant ou un sigle, sauf si
d'autres dispositions ont été prises entre le fabricant et l'acheteur.
8.4.3 Lorsque plus d'un traitement thermique est possible, le traitement thermique appliqué doit être
marqué avec un suffixe ajouté à la désignation de la nuance (voir Tableau 2).
8.4.4 Des marquages alternatifs sont permis (voir Tableau 7), sauf accord contraire.
9 Exigences supplémentaires
La présente Norme internationale spécifie aussi un groupe d'exigences supplémentaires qui peuvent être
appliquées aux pièces moulées en acier. Ces exigences sont fournies pour être utilisées lorsqu'on désire des
contrôles ou essais supplémentaires et ne s'appliquent que lorsqu'elles ont été spécifiées en particulier par
l'acheteur.
Une liste d'exigences supplémentaires qui peuvent être utilisées sur option de l'acheteur est donnée dans
l'ISO 4990 et dans l'Annexe A.
Si le mesurage de la teneur de ferrite est exigé pour les nuances austénitiques et austéno-ferritiques, il peut
être réalisé en utilisant l'ISO 13520.
4 © ISO 2005 – Tous droits réservés
Tableau 1 — Composition chimique, % en masse
Élément C Si Mn P S Cr Mo Ni V Cu Autres
Désignation max. max. max.
a a b
G240 0,18-0,23 0,60 0,50-1,20 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
a a b
G280 0,18-0,25 0,60 0,80-1,20 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
b
G17Mn5 0,15-0,20 0,60 1,00-1,60 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G20Mn5 0,17-0,23 0,60 1,00-1,60 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 0,80 max. 0,03 max. 0,30 max.
G18Mo5 0,15-0,20 0,60 0,80-1,20 0,030 0,025 0,30 max. 0,45-0,65 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G20Mo5 0,15-0,23 0,60 0,50-1,00 0,030 0,025 0,30 max. 0,40-0,60 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G17CrMo5-5 0,15-0,20 0,60 0,50-1,00 0,030 0,025 1,00-1,50 0,45-0,65 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G17CrMo9-10 0,13-0,20 0,60 0,50-0,90 0,030 0,025 2,00-2,50 0,90-1,20 0,40 max. 0,03 max. 0,30 max.
G12MoCrV5-2 0,10-0,15 0,45 0,40-0,70 0,030 0,025 0,30-0,50 0,40-0,60 0,40 max. 0,22-0,30 0,30 max.
G17CrMoV5-10 0,15-0,20 0,60 0,50-0,90 0,030 0,025 1,20-1,50 0,90-1,10 0,40 max. 0,20-0,30 0,30 max.
G25NiCrMo3 0,23-0,28 0,80 0,60-1,00 0,030 0,025 0,40-0,80 0,15-0,30 0,40-0,80 0,03 max. 0,30 max.
G25NiCrMo6 0,23-0,28 0,60 0,60-0,90 0,030 0,025 0,70-0,90 0,20-0,30 1,00-2,00 0,03 max. 0,30 max.
G17NiCrMo13-6 0,15-0,19 0,50 0,55-0,80 0,030 0,025 1,30-1,80 0,45-0,60 3,00-3,50 0,03 max. 0,30 max.
G9Ni10 0,06-0,12 0,60 0,50-0,80 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 2,00-3,00 0,03 max. 0,30 max.
G9Ni14 0,06-0,12 0,60 0,50-0,80 0,030 0,025 0,30 max. 0,12 max. 3,00-4,00 0,03 max. 0,30 max.
GX15CrMo5 0,12-0,19 0,80 0,50-0,80 0,030 0,030 4,00-6,00 0,45-0,65 0,40 max. 0,05 0,30 max.
GX15CrMo9-1 0,12-0,19 1,00 0,35-0,65 0,030 0,030 8,00-10,00 0,90-1,20 0,40 max. 0,05 0,30 max.
GX8CrNi12-1 0,10 max. 0,40 0,50-0,80 0,030 0,030 11,50-12,50 0,50 max. 0,80-1,50 0,08 max. 0,30 max.
GX23CrMoV12-1 0,20-0,26 0,40 0,50-0,80 0,030 0,020 11,30-12,20 1,00-1,20 1,00 max. 0,25-0,35 0,30 max. W u 0,50.
GX3C
...
Questions, Comments and Discussion
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